När rymdskeppet Juno anlände till Jupiter i juli 2016 fick det snabbt fungera. Bland de många fantastiska bilder av planeten var våra första bilder av Jupiters polar någonsin. Och det vi såg där var en enorm överraskning: geometriska arrangemang av cykloner i ihållande mönster.
Jupiters polära regioner har alltid varit ett mysterium för jordbundna observatörer. Planeten lutas inte så mycket, vilket innebär att polerna alltid är lockande ur sikten. Andra rymdfarkoster som besöker Jupiter har fokuserat på ekvatorregionerna, men Junos cirkumpolära bana ger oss goda närbildsbilder av Jupiters poler.
”De är ovanligt stabila arrangemang av sådana kaotiska element. Vi har aldrig sett något liknande. ” - Morgan O’Neill, University of Chicago
Juno har en hel serie instrument som är utformade för att låsa upp några av mysterierna kring Jupiter, inklusive en infraröd imager och en synlig ljuskamera. De polära regionerna är ett särskilt fokus för uppdraget och astronomer såg fram emot deras första syn på Jupiters dolda poler. De blev inte besvikna när de fick dem.
Var och en av Jupiters poler är en geometrisk grupp av stora cykloner arrangerade i ihållande, polygonala mönster. På nordpolen är åtta stormar arrangerade runt en enda polär cyklon. I söder omges en storm av fem andra.
Detta var en fantastisk upptäckt och ledde snabbt till frågor kring varför och hur dessa stormarrangemang. Jupiters atmosfär domineras av stormaktivitet, inklusive de välkända horisontella stormbanden i ekvatorialregionerna och den berömda Great Red Spot. Men dessa nästan konstgjorda arrangemang av polarstormar var något annat.
Det ihållande arrangemanget av stormarna är ett pussel. Vår nuvarande förståelse säger att stormarna borde driva runt och smälta samman, men dessa stormar gör inget. De vänder bara på plats.
Ett nytt papper publicerat i Nature tittar djupare på dessa speciella arrangemang av stormar. Uppsatsen är av forskare från en internationell grupp institutioner inklusive University of Chicago. Det är en av fyra artiklar som ägnas åt nya observationer från rymdskeppet Juno.
En av författarens medförfattare är Morgan O’Neill, University of Chicago postdoktorand. Hon berättade på stormarna och hade detta att säga: ”De är extremt stabila arrangemang av sådana kaotiska element. Vi har aldrig sett något liknande. ”
Det konstiga geometriska arrangemanget av Jupiters polära stormar påminde O’Neill om något från biblioteket av konstiga fysiska fenomen som endast observerats under laboratorieförhållanden. Tillbaka på 90-talet hade forskare använt elektroner för att simulera en friktionsfri, turbulent 2-D vätska när den svalnar. Under dessa förhållanden observerade de liknande beteende. I stället för att slås samman som förväntat, klumpade små virvlar sig ihop och bildade lika fördelade matriser runt ett centrum. De kallade dessa matriser "virvelkristaller."
Detta kan hjälpa till att förklara vad som händer på Jupiters polar, men det är för tidigt att vara säker. "Nästa steg är: Kan du skapa en modell som bygger en virtuell planet och förutsäger dessa flöden?" Sa O'Neill. Det kommer att vara nästa steg för att förstå fenomenet.
Det är kanske inte förvånande att dessa känsliga stormar vid polerna är så ihållande. När allt kommer omkring, har den stora röda fläcken på Jupiter varit synlig i över 200 år. Kanske är Jupiter bara enorm och stabil.
Men de polära cyklonerna kräver fortfarande en förklaring. Och oavsett vilken förklaring det är, att förstå vad som händer på Jupiter hjälper oss att förstå andra planeter bättre.
